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第三章晶体结构与性质
第四节配合物与超分子
课时1配合物与超分子
课堂学习
H O
十 Cu + → H O:Cu +:OH
刚才的视频中我们发现铜盐固体的颜色不同，但在溶于水后 都变成了蓝色，右图中的晶体又是如何结合的呢
H O
孤电子对 具有空轨道 配位键
配位键与配合物
O
H H
CuSO,5H O 晶体 CuCl, ·2H,O晶体
一般来说，多数过渡金属的原子或离子形成配位键的数目基本上是固 定的，如Ag+形成2个配位键，Cu +形成4个配位键等，这说明配位键 也具有饱和性与方向性。
课堂学习
表示方法：配位键可以用A→B来表示，其中A是提供孤电子对的分子 或离子，B 是接受孤电子对的原子或金属离子。
配位键：由一个原子单方面提供孤电子对，而另一个原子提供空轨道 而形成的化学键，即“电子对给予—接受”的键。
配位键与配合物
H Q 2+
OH
H O—
H O
配合物(配位化合物):金属离子或原子(称为中心 离子或原子)与某些分子或离子(称为配体或配位 体)以配位键结合形成的化合物。
相关概念：
①中心原子(离子):提供空轨道，接受孤电子对， 通常是过渡元素的原子或离子，如Fe、Ni、Fe +、 Cu +、Zn +、Ag+、Co +、Cr +等。
②配位体：提供孤电子对的离子或分子，如分子 CO、NH 、H O 等，阴离子F、CN-、Cl-等，配 位原子必须有孤电子对。
③配位数：直接同中心原子(离子)配位的分子或 离子的数目。
课堂学习
[Cu(NH ) JSO
中 心 离 子 配 体 配 位 数 离 子 ( 外 界 )
配离子(内界)
相关概念：
①内界：配离子称为内界。
②外界：组成中的其余离子。
③配合物不一定存在外界，如Ni(CO)4。
配位键与配合物
实验现象：滴加氨水后，试管中首先出现蓝色沉淀，氨 水过量后沉淀逐渐溶解，得到深蓝色的透明溶液，滴加 乙醇后析出深蓝色晶体。
实验原理：
Cu ++2NH ·H O=Cu(OH) ↓+2NH +
Cu(OH) +4NH =[Cu(NH ) ] ++2OH-
[Cu(NH ) ] ++SO -+H O=[Cu(NH ) ]SO ·H OJ
实验现象：滴加AgNO 溶液后，试管中出现白色沉淀， 继续滴加氨水沉淀溶解，溶液呈无色。
实验原理：
AgCl+2NH =[Ag(NH ) ] ++Cl-
课堂学习
l mol·L-1 氨水 4 mL 0.1 mol·L- CuSO 溶液
8 mL 0.1 mol·L- 95%AgNO 溶液 乙醇
l mol·L-
0
0 氨水
0 0
0 0
配位键与配合物
0.1 mol·L-1 FeCl 溶液
0.1 mol·L-1
KSCN溶液
0.1 mol·L-1 NaCl溶液
0
0
0
配合物的形成对性质的影响：
(1)颜色改变，如Fe(SCN) 的形成；
(2)溶解度改变，如[Ag(NH ) ]+的形成；
(3)稳定性增强，配合物具有一定的稳定性，配合物中 的配位键越强，配合物越稳定。当作为中心离子的金 属离子相同时，配合物的稳定性与配体的性质有关。
配位键的稳定性比较：
①电子对给予体形成配位键的能力：NH >H O;
②接受体形成配位键的能力：H+> 过渡金属>主族金 属；
③配位键越强，配合物越稳定，如稳定性：Cu +—OH- 驱 课堂学习
配位键与配合物
基因组中，遗传信息存储在DNA 序列中，该遗传信息的传递由互补的含氮碱基序列的存在 而得到保证。细胞可以通过称为DNA 复制的过程简单地复制遗传信息，是生物体发育和正 常运作必不可少的生物大分子。
课堂学习
超分子
细胞核
染色体
核糖体上的合成
基因
细胞
(b)
7π 课堂学习
分子间相互作用：通过非共价键结合，包括氢键、静 电作用、疏水作用以及一些分子与金属离子形成的弱 配位键等。
超分子：由两种或两种以上的分子(或离子)通过分子间 相互作用形成的分子聚集体。
A 与T通过2个氢键配对，G 与C 通过3个氢键配对，DNA 的双螺旋结构碱基对是通过氢键相互识别并结合的。
DNA双螺旋的两条分子链是通过什么作用力结合的
超分子
(1)超分子定义中的分子是广义的，包括离子； (2)超分子这种分子聚集体，有的是有限的，
有的是无限伸展的。
60
十
甲苯过滤
氯仿
超分子：由两种或两种以上的分子(或离子)通 过分子间相互作用形成的分子聚集体。
超分子的两个重要特征是分子识别和自组装。
60 70
超分子
C
70
溶于 甲苯
课堂学习
π
超分子不溶
于甲苯
超分子
“杯酚”
不溶于氯仿
溶于
氯仿
循环 使用
C
60
冠醚是皇冠状的分子，有不同大小的空穴，能与正 离子，尤其是碱金属离子络合，并随环的大小不同 而与不同的金属离子络合，利用此性质可以识别碱 金属离子。
课堂学习
12-冠-4
C 原子：8 O 原子：4
15-冠-5
C 原子：10 O 原子：5
C 原子：12
O原子：6
超分子
18-冠-6
冠醚，是分子中含有多个-氧-亚甲基- 结构单元的大环多醚。冠醚的空穴结 构对离子有选择作用，不同冠醚的空 腔尺寸不同，与不同的阳离子相匹配 (配位作用),从而实现选择性结合(识 别不同大小的碱金属离子),在有机 反应中可作催化剂。
冠醚冠醚空腔直径/pm合适的粒子(直径/pm)
12-冠-4 120～150 Li+(152)
15-冠-5 170～220 Nat(204)
18-冠-6 260～320 K+(276)Rb+(304)
21-冠-7 340～430 Cs+(334)
冠醚中，C 原子是环的骨架，稳定了整个冠醚，O 原子吸引阳离 子，冠醚与碱金属离子之间的配位键属于共价键，冠醚与碱金 属离子形成配合物得到的晶体里存在着阴离子，这类晶体属于 离子晶体。
π 课堂学习
超分子
高锰酸钾溶液可以氧化甲苯，从而褪色，但是 高锰酸钾溶解在水中，难溶于甲苯，难以和甲 苯充分接触，实验时需要不断振荡，二者才能 充分反应，溶液从而褪色。若在该实验中加入 冠醚，可以起到催化作用。
甲苯中冠醚的浓度
褪色时间
30 g/L
5 min不褪色
60 g/L
5 min明显褪色
120 g/L
4.5 min明显褪色
课堂学习
表面活性剂在水中会形成亲水基团向外、疏水 基团向内的胶束，油渍等污垢是疏水的，会被 包裹在胶束内腔，这就是肥皂和洗涤剂的去污 原理。
超分子组装的过程称为分子自组装，自组装过 程是使超分子产生高度有序的过程。
超分子
纯水 洗洁精 胶束
丁达尔效应
这些分子之所以被称为表面活性剂，是由于它们会分散在水的液体表面形成一层疏 水基团朝向空气的单分子层，又称单分子膜，从而大大降低水的表面张力。高浓度 时，剩余的表面活性剂在溶液中形成胶束。
具 π 课堂学习
表面活性剂从分子结构上说，也叫两亲分子——亲水性和亲脂性，分子的一端有极 性，称为亲水基团，另一端没有或几乎没有极性，称为疏水基团。
亲水基团 疏水基团
表面活性剂单体
超分子
空氢
单分子层
课堂巩固
正误判断
1.配位键是一种很特殊的共价键。 √
2.有配位键的化合物一定是配位化合物。 X
3.配合物与人类的生产生活和科学技术联系密切。 √
4.细胞和细胞器的双分子膜、DNA 分子都属于超分子。 √
中未成对电子数等于5。下列说法正确的是
A.X 与Z形成的化合物不可能含非极性共价键 B.Y、Z、W、L 的原子半径排序：L>W>Z>Y
C.M + 的配位数为6
D. 简单气态氢化物键角：WX >ZX
课堂巩固
一种新型补血药剂的结构如下图所示：其中X 、Y 、Z 、W 、L是原子序 数依次增大的短周期主族元素，Y、Z、W 相 邻 ，X 与L同主族，基态M +
( C )
驱 课堂小结
第四节
配合物与超分子
第1课时
概念
表示方法
形成条件
概念
组成
成键特征
配合物的形成对性质的影响
概念
特征
应用
配位键
配合物
超分子
谢谢观看
T H A

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